深水复合泡沫压缩性能试验与现场应用

摘要

深水油气井生产测试阶段采用复合泡沫材料技术能有效减缓环空热膨胀压力上升,保护管柱结构不受损坏,因此开展针对复合泡沫材料压缩性能的研究具有重要意义.根据Gibson模型中的多孔材料力学行为理论,对试制的复合泡沫材料进行压缩力学特征预测,在准静态单轴压缩试验和静水压压缩试验中,复合泡沫材料压缩过程中呈现出线弹性变形、屈服破坏和致密化压缩三个阶段的力学特征.分析了泡沫材料在不同配比、温度条件下的体积压缩率随静水压力的变化规律.结果表明:理论预测与试验结果基本一致,静水压力下的泡沫材料的启动压力要大于单轴压载屈服强度;环境温度对泡沫材料的体积压缩率影响不大,但会改变泡沫材料启动压力,随着温度的升高,启动压力会相应降低;不同微珠填充量对材料性能影响较大,随着空心玻璃微珠含量的增高,泡沫材料启动压力降低,体积压缩率增大.在案例井的现场应用中,证实了采用复合泡沫能有效控制环空热膨胀压力,保障管柱安全和井筒完整性.